Почта счастья

Почта счастья

Как работает «АвтоУраган» и другие отправители «писем счастья»

«Письма счастья» (или, выражаясь канцелярским языком, протоколы об административных правонарушениях, полученные по почте) заставляют многих скучать по старым добрым инспекторам с ручными радарами. Бездушной машине не пожалуешься на тяжелый день, не соврешь, что жена рожает, не предложишь «штраф на месте». Ее не обманешь и не перехитришь. Или все-таки можно?

В памяти автомобилистов со стажем пять-десять лет и более навсегда запечатлен образ стража порядка, прицеливающегося в автомобиль из массивного «пистолета». Именно так раньше выглядел главный охотник за кошельками всех любителей скорости. Принцип действия как старого ручного радара, так и современных стационарных и мобильных основан на эффекте Доплера. Устройство непрерывно посылает электромагнитные волны в сторону приближающихся автомобилей. При отражении волн их частота меняется, что фиксируется приемником. Похожие принципы заложены и в лазерные системы измерения скорости.

Главный недостаток простого радара заключался в невозможности доказать, к какому именно автомобилю относится результат измерений. Эта проблема открывала простор для злоупотреблений со стороны инспекторов, но и позволяла нарушителю избежать ответственности.

Поэтому ручные радары в скором времени были оборудованы фотокамерами, совершающими снимок в момент замера скорости. Этот шаг заметно упрочил позицию инспектора в спорных ситуациях, однако окончательно проблему не решил. Спорные ситуации возникали при попадании в кадр двух автомобилей одновременно. Мало того, будучи опережаемым нарушителем-гонщиком, добропорядочный водитель имел немалые шансы попасть в кадр вместо него.

Человеческий фактор, в частности необходимость «прицеливаться» в каждого потенциального нарушителя, анализировать показания прибора и честно выписывать протоколы — главный недостаток ручных инструментов. Исключить его удалось только благодаря развитию систем распознавания образов на видеоизображениях.

Многоглазое чудище

История отечественного распознавания образов началась еще в 1960-х, однако первая рабочая видеокамера на дорогах России была установлена только в 1999 году. Причин для столь долгой разработки достаточно много, несмотря на то что номера машин однотипны. Закрепление на неровных бамперах, плохие погодные условия, любимые владельцами машин «сеточки» и «пленочки», банальные царапины и, наконец, преднамеренная порча госзнаков — все это явно не упрощает жизнь разработчикам алгоритмов. Тем не менее современное дорожное оборудование верно распознает 97% проезжающих мимо машин в светлое время суток и 92% в темное.

Стационарные «многоглазые чудища», знакомые нынче каждому автомобилисту, также используют радар для определения скорости движения автомобиля. Примером может служить комплекс видеофиксации нарушений «Стрелка-СТ» — один из самых распространенных и грозных контролеров правопорядка на дороге.

В прямоугольном корпусе «Стрелки», закрытом непрозрачной пластиковой крышкой, скрывается радар. Это вовсе не тот радар, каким пользовались инспекторы в 1990-х годах. Грозная военная разработка использует частоту 24,15 ГГц с длительностью импульса всего 30 наносекунд. Такой сигнал способны уловить лишь самые продвинутые радар-детекторы, однако и они практически бессильны против «Стрелки». Дальность действия лучших радар-детекторов не превышает 1 км. Именно на таком расстоянии «Стрелка» начинает измерение скорости и фотосъемку. Во втором, «многоглазом» корпусе находятся видеокамера и инфракрасный прожектор, который помогает вести съемку ночью и в неблагоприятных погодных условиях.

Первые автоматические системы видеофиксации нарушений фотографировали лишь те транспортные средства, которые двигались с превышением разрешенной скорости. Чтобы измеренная скорость точно соответствовала транспортному средству на фото, приходилось ограничивать зону действия комплекса небольшим участком одной полосы движения. Улучшение алгоритмов распознавания, повышение вычислительных мощностей серверов и пропускной способности каналов передачи данных позволили обойти это ограничение.

Радар и камера «Стрелки-СТ» контролируют скорость транспортных средств попутного и встречного направлений на четырех полосах одновременно. На расстоянии до 1000 м программа распознавания образов формирует пары «ТС-скорость», приблизительно рассчитывает скорость ТС, строит траектории их движения. Эти данные сопоставляются с показаниями радара. При выявлении нарушителя его автомобиль повторно фотографируется крупным планом на расстоянии примерно 50 м от камеры для оптимальной работы системы распознавания номера.

«Стрелка-СТ», а также ее аналоги «КРИС-С», «КОРДОН», «Арена» и многие другие обладают продвинутой системой распознавания образов, которая позволяет выявлять и фиксировать не только нарушения скоростного режима, но и проезд на красный свет, движение по полосе для общественного транспорта, непредоставление преимущества пешеходам и даже езду с выключенным светом фар или непристегнутыми ремнями безопасности.

Современные радарные комплексы выпускаются как в стационарном, так и в мобильном вариантах. Мобильная «Арена», устанавливаемая на массивную треногу, перевозится в багажнике легковушки и разворачивается за десять минут. По беспроводному каналу комплекс постоянно держит связь с компьютером в машине инспектора, который может немедленно остановить нарушителя и составить протокол. Второй вариант — передать дневные записи комплекса в общегородскую базу данных на флешке для автоматической рассылки «писем счастья».

И все же необходимость сопоставлять показания радара с видеозаписью, равно как и фотографировать автомобиль несколько раз на принципиально различных дистанциях, таит в себе небольшую вероятность ошибки в сопоставлении скорости и регистрационного знака авто. В ставших уже традиционными радарных комплексах система распознавания образов и радар фактически дублируют друг друга. Это дублирование чаще способствует точности, но в некоторых случаях становится источником неоднозначности.

Под пристальным взглядом

Городская сеть видеокамер полезна не только для контроля соблюдения ПДД. С ее помощью можно отслеживать передвижения правонарушителей, разыскивать угнанные автомобили. Для этого достаточно поместить номер автомобиля в «черный список», и каждое его появление в поле зрения камер будет сопровождаться сообщением оператору. При достаточно большом количестве камер на дорогах фраза «злоумышленники скрылись в неизвестном направлении» лишается смысла.

Умный циклоп

Специалисты московской компании «Технологии распознавания» рассказали «Популярной механике», как с помощью продвинутых алгоритмов и достаточных вычислительных мощностей можно исключить из системы радар, тем самым лишь повысив ее точность и надежность.

Комплекс фиксации нарушений «АвтоУраган» с удивительной точностью распознает номера всех автомобилей, попавших в кадр широкоугольной видеокамеры. При равномерном загрязнении минимально допустимая контрастность изображения номера достигает 10%: система легко распознает номер внедорожника, только что вернувшегося с соревнований по трак-триалу. Количество одновременно распознаваемых номеров не ограничено.

Скорость автомобиля определяется исходя из геометрических свойств области, за которой наблюдает камера. Зная размеры дорожного полотна и время проезда автомобиля (определяется по количеству кадров, в которых присутствует номер автомобиля), легко вычислить скорость. Более того, это можно сделать достаточно точно: погрешность определения составляет всего 2 км/ч, а максимальная фиксируемая скорость достигает 255 км/ч.

Анализируя изображение автомобиля, можно выявлять также проезд на красный свет (в том числе на железнодорожном переезде), выезд на полосу встречного движения, остановку за стоп-линией и даже тот факт, уступил ли водитель дорогу пешеходу. Полный список фиксируемых нарушений постоянно растет.

Внешне комплекс «АвтоУраган» представляет собой всего лишь неприметную видеокамеру — такую же, какие используются в охранных системах. Камера может быть установлена незаметно — на большой высоте или под углом к проезжей части. Максимальный угол установки достигает 30° по вертикали и 20° по горизонтали. Само собой, «АвтоУраган» совершенно невидим для радар-детекторов.

Комплекс «АвтоУраган»: один в поле не воин

Видеокамера комплекса «АвтоУраган» может быть установлена под углом до 20° к направлению движения транспорта, а максимальный угол установки по вертикали достигает 30°. Но наиболее эффективно комплекс действует при наличии нескольких камер. Обзор перекрестка с разных углов позволяет исключить спорные ситуации, когда нарушитель пытается скрыться за соседним автомобилем или считывание номера затруднено. Дополнительные инфракрасные прожекторы помогают камерам «видеть» ночью и в сложных погодных условиях.

Если гора не идет к Магомету

Храбрые нарушители скоростного режима сами находят камеры, которых становится все больше и больше. А как быть с вечно прячущимися водителями, презирающими правила парковки на тихих городских улочках? К ним система видеофиксации нарушений приедет на автомобиле.

Один из таких комплексов под названием АПК «ПаркРайт» также выпускается ООО «Технологии распознавания». Две видеокамеры (распознающая и обзорная), ИК-прожектор для работы в темное время суток, сенсорный дисплей, а также встроенные приемники ГЛОНАСС/GPS, модуль Wi-Fi и GSM-модем — все это помещается в небольшом моноблоке, который крепится к лобовому стеклу патрулирующего автомобиля. Как и в случае со стационарными комплексами, регистрация правонарушений происходит полностью автоматически, а оператор только следит за процессом и вносит правки. Более того, в силу автономности подобные комплексы можно встретить в обычных автобусах, каретах скорой помощи и автомобилях спасательных служб.

Но что делать с автомобилями, припаркованными в «труднодоступных» местах — там, куда не добраться на автобусе или патрульной машине? До них можно дойти пешком. В этом году на вооружение инспекторов ГИБДД поступил АПК «ПаркНет», выполненный в форме планшета, способный контролировать платную парковку, а также фиксировать нарушения правил остановки и стоянки автомобилей. Фотофиксация факта нарушения занимает у инспектора порядка одной минуты, а работа по беспроводным линиям связи позволяет незамедлительно отправить запрос на эвакуацию автомобиля и проверить государственный регистрационный знак на наличие в базе данных розыска.

Портативный комплекс фиксации нарушений «ПаркНет» представляет собой не что иное, как планшетный компьютер в пылевлагозащищенном корпусе. С его помощью пешие инспектора могут наказать нарушителей правил парковки.

Возможно, через несколько лет каждый желающий сможет записать фото или видео правонарушения на смартфон, регистратор или google-glass и отправить в центр обработки данных ГИБДД. В «Технологиях распознавания» уже тестируется соответствующее приложение. Специалисты уделяют особое внимание алгоритму сжатия фотографии. Для скорейшего свершения правосудия не важно, как точно передан цвет автомобиля и детали пейзажа. На первый план выходит четкость номера и размер файла, который должен с легкостью отправляться на сервер ГИБДД даже из зон с неуверенным приемом сотового сигнала.

Возможно, в будущем контроль над движением на дорогах переместится внутрь автомобиля и станет активным: машины сами будут препятствовать нарушению ПДД. Хочется верить, что отечественные системы на этом рынке займут уверенную позицию. Нам есть на ком отрабатывать алгоритмы, ведь нарушителей у нас хоть отбавляй.

Кто или что присылает нам штрафы?

Информация с комплексов видеофиксации направляется на единый сервер. Отдельные серверы выделяют для перекрестков с интенсивным движением, систем из 6−12 камер на больших автострадах и других оживленных мест. Сервер отдаленно напоминает персональный компьютер. В нем нет монитора и периферийных устройств, зато он располагается в антивандальном уличном шкафу и может работать 24 часа в сутки. На сервере набор кадров с видеокамер превращается в скорости и номера автомобилей (фиксируются не только нарушения, но и проезд автомобилей в рамках правил).

Эта информация направляется в единую базу данных города, где устанавливается личность нарушителя и формируется постановление. Видеозаписи нарушений частично просматриваются для контроля работы оборудования. Сформированные постановления отсылаются владельцам транспортных средств по почте.

Александр Шевченко

журнал «Популярная Механика» №12 (146), декабрь 2014